浅议化学中的认知误区.doc

浅议化学中的认知误区唐 峰（章丘市教育局教学研究室 山东 济南 250200）（联系电话Email：）在长期的一线教学实践和教学调研活动中，发现有许多学生（包括部分教师），在化学学习（或教学）过程中，存在某些认知误区。主要表现在两大方面：一是概念（定义）模糊，多数情况属于个体认知上的偏差，少数情况则属于概念（定义）本身存在“先天不足”；二是对某些特例物质、特殊反应等考虑不周，往往以偏概全。一、概念（定义）型1、金属氧化物都是强电解质“强电解质”是指在水溶液里能完全电离的电解质。离开“水溶液”这一前提，谈电解质的强弱没有任何意义。绝大多数金属氧化物难溶于水，如Fe2O3、CuO、Al2O3等；部分能溶于水的氧化物都能与水发生反应生成对应的氢氧化物，如Na2O、CaO等，尽管生成的氢氧化物都可视为是强电解质，但已不是原来的氧化物。所以，不能将金属氧化物归类为强电解质。2、“由两种元素组成的化合物，如果其中一种元素是氧，这样的化合物叫做氧化物”有些物质尽管从形式上完全符合定义的内涵，但实质上并不能简单的归为“氧化物”系列，如Na2O2（H2O2）、KO2、RbO3、OF2等，都不能笼统的称作氧化物，而分别属于过氧化物、超氧化物、臭氧化物和氟化物。之所以产生这种似是而非模糊认识，与氧化物定义本身存在一定缺陷（或者说不够严谨）有直接关系。因此，应在氧化物的定义中附加“且氧元素的化合价为2价”。3、碳酸、一水合氨（氨水）等都具有挥发性多数资料（包括教材），对某些物质的挥发性和不稳定性，在认定上不够严谨，容易产生误导。无论是旧版本还是新版本教材，在附录“部分酸、碱和盐的溶解性表（20）”中遇H、遇OH都标注为“溶、挥”，这样很不科学实际上是将挥发性和不稳定性混为一谈，挥发性是物理性质，而不稳定性则是化学变化。挥发性是指溶液中的溶质脱离溶液体系而进入空气中，如浓氢卤酸（HCl、HBr、HI）、氢硫酸（H2S）等，但碳酸、亚硫酸、氨水等则属于不稳定性物质，其中的溶质发生分解分别生成CO2、SO2、NH3而脱离体系，不能称其为挥发性物质。硝酸则兼具挥发性和不稳定性双重性质。4、同分异构现象只存在于有机物中同分异构现象广泛存在于有机物中，但在某些无机物中也同样存在着同分异构现象，只不过较少而已。如顺铂顺二氯二氨合铂()与反铂反二氯二氨合铂()的化学式都是PtCl2(NH3)2，二者结构不同，属于同分异构体：PtClClNH3NH3顺二氯二氨合铂()PtClClNH3NH3反二氯二氨合铂()这样的异构现象，在化学上称为顺反异构。关于顺反异构，新课标教材选修“有机化学基础”中已有所涉及。5、有化学键破坏（或形成）、有新原子生成、有能量放出（或吸收）的变化，都属于化学变化化学变化可从物质变化、化学键和能量变化三个角度认识：从物质变化角度：有新物质生成的变化叫做化学变化，但这里“新物质”生成实现的仅是原子与分子（或离子）之间的相互转化，整个过程中元素的原子核不发生变化，也就是说，化学变化前后元素种类不会改变（化学学科的特点就是在原子、分子水平上认识物质）。有新原子生成的变化涉及到原子核的变化，属于核裂变或聚变，而非化学变化，如e。从化学键角度：化学变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，旧键断裂和新键形成是一个化学变化过程中的两个方面，二者缺一不可。仅有旧键断裂或新键形成都不能认定发生了化学变化。如固体NaCl等离子化合物熔化，NaCl、HCl等溶于水，都存在化学键的破坏，但没有新键形成；NaCl溶液蒸发得到NaCl晶体，有新键的形成，但没有旧键断裂。因此，都属于物理变化。从能量变化角度：任何化学变化都伴随着能量的变化，但不能说存在能量改变的变化就一定是化学变化。如碘在升华过程中需要吸收能量，而由碘蒸气凝结为固态碘时则放出能量，这两个过程都不属于化学变化。再如，水的三态变化过程，都存在着能量的改变，但都属于物理变化。6、既能跟酸反应又能跟碱反应的物质具有两性在中学阶段，两性物质特指Al2O3和Al(OH)3ZnO、Zn(OH)2不予考虑。一般定义为：既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的化合物当用Al(OH)4表示时，此定义不适用。有些物质尽管既能跟酸反应又能跟碱反应，但不能称作两性物质。如Al是单质，自然不在此列；NH4HCO3、NH4HSO3、NH4HS等，则属于盐类特例弱碱的弱酸酸式盐，生成物并不是（或不全是）盐和水，因此也不属于两性化合物。此外，像Cu(OH)2、AgOH与强酸发生的是中和反应，与NH3H2O发生的是络合反应，也不能说它们具有两性。7、无机物分为酸、碱、盐和氧化物对于无机物的分类，可以有多种方法，经常采用的分类法是根据物质的组成。一般情况下，将无机物划分为酸、碱、盐和氧化物，但实际上仍有许多物质并不包含在其中，如SiF4、ICl、NaH、Mg3N2等非金属卤化物、氢化物、氮化物等。二、特例型1、弱酸弱碱形成的盐能促进水的电离，强酸强碱盐对水的电离无影响弱酸弱碱形成的盐中存在弱酸根离子或弱碱阳离子，能够破坏水的电离平衡，从而促进水的电离；强酸强碱形成的正盐，因不能结合水电离出的H或OH，故对水的电离平衡无影响，但对于某些强酸的酸式盐则不适用。如NaHSO4相当于一元强酸，溶液中存在的大量H会抑制水的电离。2、HOHH2O表示强酸与强碱发生中和反应的离子方程式绝大多数强酸与强碱在溶液中的反应可用上述离子方程式表示，但也有例外，如Ba(OH)2溶液与稀硫酸之间的反应就不能用上式表示。此外，该离方程式并不只表示强酸与强碱溶液之间发生的中和反应，如NaOH溶液与NaHSO4溶液之间的反应，也可用该离子方程式表示。3、中学阶段常见物质中，只有单质参加的化合反应才是氧化还原反应在中学阶段，绝大多数属于属于氧化还原反应的化合反应，确实需要有单质参与，但也存在特殊情况，例如Na2O2SO2Na2SO4。4、不能使酚酞试液变红的溶液，一定是酸性或中性溶液利用酸碱指示剂标定某溶液的酸碱性属于定性分析，它们并不能准确标定某溶液的酸度大小。每一种指示剂都有一个特定的变色范围（而不是某个准确数值）。例如，酚酞的变色范围是810，当某碱性溶液的pH8时，就不能使酚酞试液变红色，但不能得出溶液不显碱性的结论。5、只能由强酸制弱酸，而不能由弱酸制强酸由强酸制弱酸是一般规律，但也有特殊情况，可利用某些酸的难挥发性（高沸点）来制取某些具有挥发性的酸。例如，氢溴酸、氢碘酸都是强酸，且具有挥发性和还原性，制取时，只能用难挥发、酸性相对较弱的磷酸与溴化物和碘化物反应制得（不能用浓硫酸，因具有强氧化性）。6、一定浓度的某弱酸钠盐的水溶液中加入等浓度的该弱酸后，溶液一定呈酸性要视对应弱酸的电离程度和该弱酸根的水解程度而定。如在室温下，Ka(HCN)6.21010molL1，Ka(CH3COOH)1.7105molL1。当向浓度为0.1molL1CH3COONa溶液中加入0.1molL1CH3COOH溶液后，CH3COOH的电离程度远大于CH3COO的水解程度，溶液显酸性；但若换成NaCN和HCN后，则恰好相反，CN的水解程度远大于HCN的电离程度，故溶液呈碱性。7、溶度积（Ksp）小的难溶物不能转化成溶度积（Ksp）大的难溶物这种论断只能说是普遍现象，但不能一改而论。在分析化学中常常将难溶的强酸盐转化为难溶的弱酸盐，然后再用酸溶解，使阳离子进入溶液。如自然界广泛存在的重晶石（主要成分BaSO4）是制备可溶性钡盐的重要原料，但BaSO4不溶于酸，若用饱和Na2CO3溶液处理即可转化为易溶于酸的BaCO3。25时，Ksp(BaCO3)2.8109，Ksp(BaSO4)1.11010，这样的转化过程似乎违背了沉淀转化规律，而实际上与体系中离子浓度大小和平衡移动有关。虽然BaSO4比BaCO3更难溶于水，但在浓度较大的溶液中，BaSO4溶解在水中的Ba2能与结合形成BaCO3沉淀。待达到平衡后，移走上层清液，再加入饱和Na2CO3溶液，重复处理多次，即可使绝大部分BaSO4转化为BaCO3；最后加入盐酸，Ba2即转入到溶液中。8、能与金属镁反应产生氢气的溶液一定是酸溶液金属镁与酸（不包括强氧化性酸）溶液反应放氢气是客观实事，但将其翻过来理解，就是一个“假命题”。如NaHSO4、NH4Cl、FeCl3等物质的溶液遇到金属镁都会产生氢气。NaHSO4属于盐类，只能认定相当于一元强酸；而NH4Cl、FeCl3等物质的溶液则因水解而使溶液显示较强的酸性，导致也能产生氢气。9、金属阳离子得电子能力越强，对应金属单质的还原性（活泼性）越弱一般情况下是正确的，如Zn粒放入FeCl2和CuCl2的混合溶液中，首先析出紫红色的金属铜，说明铜的活泼性比铁弱。但需注意也存在特例，如Zn粒放入FeCl3溶液中，Fe3能将Zn氧化成Zn2，但不能说铁比锌活泼。10、活泼金属一定作原电池的负极一般情况下，电解质溶液为酸性或中性时，相对活泼的金属作电解池的负极。但当由金属铝参与时，就要特别注意，如AlMg与NaOH溶液构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但由于镁不能与NaOH溶液反应，因此金属铝作负极。11、活泼性弱的金属不能置换活泼性强的金属这是常规原理，一般指在